(57)【要約】【課題】  吐出安定性に良好にし、画像の品位を向上させる。【解決手段】  対象物に記録を行うために液滴の状態で当該対象物に付着される記録液に色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とを含有することを特徴とする。【化１】2006188633.tif 000014【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に記録を行うために液滴の状態で当該対象物に付着される記録液において、
色素と、
上記色素を溶解又は分散させる溶媒と、
下記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とを含有することを特徴とする記録液。
【化１】
2006188633.tif 000006
【請求項２】
上記複環状脂肪族化合物は、下記の化学式２に示す複環状脂肪族化合物であることを特徴とする請求項１記載の記録液。
【化２】
2006188633.tif 000007
【請求項３】
記録液を液滴の状態で吐出し、対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に設けられる液体吐出ヘッドに装着され、上記液体吐出ヘッドに対し、上記記録液の供給源となる液体カートリッジにおいて、
上記記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とが含有されていることを特徴とする液体カートリッジ。
【化３】
2006188633.tif 000008
【請求項４】
上記複環状脂肪族化合物は、下記の化学式２に示す複環状脂肪族化合物であることを特徴とする請求項３記載の液体カートリッジ。
【化４】
2006188633.tif 000009
【請求項５】
装置本体と、
上記装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に１つ以上設けられ、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、
上記液体吐出ヘッドに接続され、上記供給部に対して上記記録液の供給源となる液体カートリッジとを備える液体吐出装置において、
上記記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とが含有されていることを特徴とする液体吐出装置。
【化５】
2006188633.tif 000010
【請求項６】
上記複環状脂肪族化合物は、下記の化学式２に示す複環状脂肪族化合物であることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【化６】
2006188633.tif 000011
【請求項７】
上記液体吐出ヘッドは、上記吐出口が略ライン状に並設されていることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【請求項８】
装置本体と、上記装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に１つ以上設けられ、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、上記液体吐出ヘッドに接続され、上記供給部に対して上記記録液の供給源となる液体カートリッジとを備える液体吐出装置による液体吐出方法であって、
色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とを含有する上記記録液を吐出することを特徴とする液体吐出方法。
【化７】
2006188633.tif 000012
【請求項９】
上記複環状脂肪族化合物は、下記の化学式２に示す複環状脂肪族化合物であることを特徴とする請求項８記載の液体吐出方法。
【化８】
2006188633.tif 000013
【請求項１０】
上記液体吐出ヘッドは、上記吐出口が略ライン状に並設されていることを特徴とする請求項８記載の液体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に記録を行うために液滴の状態で対象物に付着される記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容されたインクを吐出口より液滴の状態にして対象物に吐出する液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置としては、例えば対象物となる記録紙に対して吐出手段より記録液のインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット方式のプリンタ装置がある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。
【０００３】
インクジェット記録方式としは、例えばディフレクション方式、キャビティ方式、サーモジェット方式、バブルジェット（登録商標）方式、サーマルインクジェット方式、スリットジェット方式、スパークジェット方式等がある。これらのインクジェット記録方式は、インクを微小な液滴の状態で吐出させる吐出手段であるインク吐出ヘッドの吐出口、いわゆるノズルより吐出させて記録紙に着弾させ、画像や文字等の記録を行う。
【０００４】
このようなインクジェット記録方式に用いるインクに対しては、ノズルの目詰まりを防止することが求められている。ノズルの目詰まりは、例えばインク中に生ずる微小な泡等が一つの要因になっていると考えられている。
【０００５】
インクでは、空気等の気体が所定量溶解するが、温度上昇に伴い気体の溶解度が低下したときに、インク中の溶解しきれない気体が分離し、それがインク中で微小な泡となる。具体的に、プリンタ装置では、インクをインク吐出ヘッドに供給するインクカートリッジやインク吐出ヘッド内に存在するインクの温度が上昇すると、液中に溶存していた気体が放出され、インク中に微小な泡が形成される。
【０００６】
インク吐出ヘッドでは、このような微少な泡が存在すると、ノズルよりインクが吐出されない不吐出となったり、ノズルより吐出されたインクの吐出方向がずれてしまうといった吐出不良が生じ、印刷された画像にカスレや白抜けが生じ、印刷画像の品質を低下させる虞がある。
【０００７】
特に、サーマル方式及びバブルジェット方式のインクジェット記録方式は、インクに熱エネルギーを作用させてインクを微小な液滴にしてノズルより吐出させる記録方式である。具体的には、インクを熱エネルギー源のヒーターで急熱し、インクの膜沸騰で生成する気泡の圧力でインクを液滴の状態にして吐出する。このため、この記録方式では、ヒーター近傍に熱が蓄積され、インク流路内にあるインクの温度が非常に上昇し易く、微少な泡が発生しやすい。これにより、この記録方式では、インクの不吐出や吐出方向が曲がったりといった吐出不良が著しく生じる虞がある。
【０００８】
このような問題を改善するために、例えば下記の特許文献１及び特許文献２には、水性顔料インクに低級アルコールのプロピレンオキサイド付加重合体を配合することが提案されている。しかしながら、これらの提案では、インク中に微少な泡が発生することを十分に抑制することは困難であり、更なる改良が求められている。
【０００９】
また、下記の特許文献３には、例えばインク中に高級第２アルコールアルコキシレートのエチレンオキサイド付加物を含有させることが提案されている。このインクは、高周波数駆動時の吐出安定性、記録紙への浸透性および乾燥性に優れているとされている。しかしながら、このインクでは、高級第２アルコールアルコキシレートにエチレンオキサイドのみを付加させた化合物を含有させても、微小な泡によるノズルの目詰まりを改良することは困難である。具体的には、インク中にエチレンオキサイドだけを７モル以上付加させたような化合物を含有した場合、泡立ちが激しく、ノズルの目詰まりも著しくなる。
【００１０】
また、インクジェット記録方式に用いるインクには、泡立ちを抑え、ノズルの目詰まりを起こさないといった要求の他に、コピー用紙やレポート用紙などの普通紙、いわゆる上質紙に対して印刷を行った場合、光学濃度の低下、境界滲み、混色ベタ斑等の画像の品質低下が発生しないようにするということも要求される。
【００１１】
このような要求に対しては、例えば下記の特許文献４に、水不溶性色素をスルホン酸（塩）基を有する高分子及び／又はリン酸（塩）基を有する高分子で処理したものを色素として使用し、更にインクにカルボン酸（塩）基を有する高分子を添加することが提案されている。
【００１２】
また、下記の特許文献５には、インクにＤ−マンヌロン酸とＬ−グルロン酸の比が０．５〜１．２の範囲にあるアルギン酸を配合することが提案されている。特許文献６には、インクにフッ素系またはシリコン系から選ばれる少なくとも１種以上の界面活性剤とアルギン酸塩とを配合することが提案されている。特許文献７には、インクにシクロヘキサノールを配合することが提案されている。しかしながら、特許文献５〜特許文献７に記載されている提案でも、ノズルの目詰まり及び画像の品質低下を防止する満足な結果を得ることは困難であり、更なる改良が求められている。
【００１３】
また、インク中に発生する微少な泡による問題は、記録紙に対して高速印刷を行うことが可能なプリンタ装置、すなわち記録紙の幅と略同じ範囲をインクの吐出範囲としたライン型のプリンタ装置において、より顕著に発生する（例えば、特許文献７を参照。）。
【００１４】
ライン型のプリンタ装置は、記録紙の送り方向の略直交方向、すなわち記録紙の幅方向に１列以上のノズルが並設され、記録紙の送り方向と略直交方向に吐出手段を走査しながら印刷を行うシリアル型のプリンタ装置等と異なる。ライン型のプリンタ装置は、例えば記録紙の送り方向を横切るようにインクタンクよりインクを導くインク流路が形成され、インク流路にノズルを有する吐出手段が複数配置された構造からなる。ライン型のプリンタ装置では、ノズルが多くなる分、ノズル毎に設けられたヒーターの数も多くなって、微少な泡が発生し易く、且つインクタンクから吐出手段までの間をつなぐインク流路の距離が長くて構造が複雑なため発生した微少な泡を取り除き難くなっており、微少な泡による不具合が顕著に発生する。
【００１５】
ライン型のプリンタ装置においては、ノズルが複数並設されたノズルライン毎のインクの吐出周期が極めて短いため、記録紙への浸透性に優れたインクを用いる必要がある。ライン型のプリンタ装置では、記録紙への浸透性に優れたインクを普通紙等に用いた場合、インクが普通紙の深さ方向、すなわち厚み方向に染込み過ぎることから光学濃度が低下する虞がある。
【００１６】
また、ライン型のプリンタ装置では、例えば異なる色のインクを吐出して記録紙に印刷する、いわゆるカラー印刷を行う場合、記録紙に着弾したインクが十分に紙の内部へ浸透しないうちに次色の液滴が次々と着弾されることから各色間に境界滲みや混色ベタ斑が発生する虞がある。
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−２９６４号公報
【特許文献２】特開平１０−４６０７５号公報
【特許文献３】特開平７−７０４９１号公報
【特許文献４】特開２０００−１５４３４２号公報
【特許文献５】特開平８−２９０６５６号公報
【特許文献６】特開平８−１９３１７７号公報
【特許文献７】特許第２９２５２２４号公報
【特許文献８】特開２００２−３６５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、泡立ちを抑え、吐出安定性に優れ、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑のない、高品位な印刷が可能な記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容された記録液を用いて高品位な印刷を行える液体吐出装置及び液体吐出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る記録液は、対象物に記録を行うために液滴の状態で当該対象物に付着され、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とを含有することを特徴とする。
【００２０】
【化１】
2006188633.tif 000002
【００２１】
また、本発明に係る液体カートリッジは、記録液を液滴の状態で吐出し、対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に設けられる液体吐出ヘッドに装着され、液体吐出ヘッドに対し、記録液の供給源となり、記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、上記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とが含有されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る液体吐出装置は、装置本体と、装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に１つ以上設けられ、液室に貯留された記録液を押圧する圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに接続され、供給部に対して記録液の供給源となる液体カートリッジとを備え、記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、上記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とが含有されていることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る液体吐出方法は、装置本体と、装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に１つ以上設けられ、液室に貯留された記録液を押圧する圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに接続され、供給部に対して記録液の供給源となる液体カートリッジとを備える液体吐出装置によるものであり、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、上記の化学式１に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上とを含有する記録液を吐出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、記録液中に化学式１で示される複環状脂肪族化合物を含有させることにより、記録液の濡れ性が向上し、記録液中に泡が発生することが抑えられ、泡による吐出口の目詰まりが防止される。これにより、本発明は、吐出口から記録液を吐出する際に不吐出が生じたり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良を防止することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、記録液中に複環状脂肪族化合物を含有させることにより、対象物に対する濡れ性も向上し、記録液が対象物に浸透、拡散するため、カスレや白抜けがなく、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑のない、高品位な画像を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明が適用されたインク、液体カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法について、図面を参照して説明する。図１に示すインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置と記す。）１は、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷するものである。また、このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）を略ライン状に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００２７】
このプリンタ装置１は、図２及び図３に示すように、記録紙Ｐに対して画像や文字等を記録する記録液であるインク２を吐出する液体吐出ヘッドであるインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジと記す。）３と、このヘッドカートリッジ３を装着する装置本体４とを備える。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ３が装置本体４に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ３に対してインク供給源となり、インク２を収容する液体カートリッジであるインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが着脱可能となっている。このプリンタ装置１では、イエローのインクタンク５ｙ、マゼンタのインクタンク５ｍ、シアンのインクタンク５ｃ、ブラックのインクタンク５ｋが使用可能となっており、また、装置本体４に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３と、ヘッドカートリッジ３に対して着脱可能なインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋとを消耗品として交換可能になっている。
【００２８】
このようなプリンタ装置１では、記録紙Ｐを積層して収納するトレイ６５ａを装置本体４の前面底面側に設けられたトレイ装着部６に装着することにより、トレイ６５ａに収納されている記録紙Ｐがトレイ装着部６の給紙口６５から装置本体４内に送り込まれ、装置本体４内を走行する。プリンタ装置１では、装置本体４内を走行する記録紙Ｐに対して、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された文字データや画像データに応じた印刷データを文字や画像として印刷し、装置本体４の前面側の排紙口６６に送り出す。
【００２９】
印刷するときの記録液となるインク２は、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、泡の発生を防止し、濡れ性を向上させる複環状脂肪族化合物とが含有されている。
【００３０】
色素としては、従来公知の染料、顔料、着色ポリマー微粒子等を単独で、又は混合して用いることができるが、特に水溶性染料を用いることが好ましい。水溶性染料としては、酸性染料、直接染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料のいずれを用いてもよいが、水への溶解度、発色性や堅牢性などの観点から適宜選択することが好ましい。
【００３１】
具体的に、イエロー系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１７、同２３、同４２、同４４、同７９、同１４２、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３、同４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同１２、同２４、同２６、同３３、同４４、同５０、同８６ 、同１２０、同１３２、同１４２、同１４４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ２６、同２９、同６２、同１０２、Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１、同２、同１１、同１３、同１４、同１５、同１９、同２１、同２３、同２４、同２５、同２８、同２９、同３２、同３６、同４０、同４１、同４５、同４９、同５１、同５３、同６３、同６４、同６５、同６７、同７０、同７３、同７７、同８７、同９１、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１、同５、同１１、同１３、同１４、同２０、同２１、同２２、同２５、同４０、同４７、同５１、同５５、同６５、同６７等を用いることができる。
【００３２】
マゼンダ系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドレッド１、同８、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３７、同４２、同５２、同８２、同８７、同８９、同９２、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１３４、同１８６、同２４９、同２５４、同２８９、Ｃ．Ｉ．フードレッド７、同９、同１４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同４、同９、同１３、同１７、同２０、同２８、同３１、同３９、同８０、同８１、同８３、同８９、同２２５、同２２７、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド２、同１２、同１３、同１４、同１５、同１８、同２２、同２３、同２４、同２７、同２９、同３５、同３６、同３８、同３９、同４６、同４９、同５１、同５２、同５４、同５９、同６８、同６９、同７０、同７３、同７８、同８２、同１０２、同１０４、同１０９、同１１２、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１、同１４、同１７、同２５、同２６、同３２、同３７、同４４、同４６、同５５、同６０、同６６、同７４、同７９、同９６、同９７等を用いることができる。
【００３３】
シアン系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブルー９、同２９、同４５、同９２、同２４９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同１５、同２２、同２５、同７１、同７６、同７９、同８６、同８７、同９０、同９８、同１６３、同１６５、同１９９、同２０２、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、同３、同５、同７、同９、同２１、同２２、同２６、同３５、同４１、同４５、同４７、同５４、同６２、同６５、同６６、同６７、同６９、同７５、同７７、同７８、同８９、同９２、同９３、同１０５、同１１７、同１２０、同１２２、同１２４、同１２９、同１３７、同１４１、同１４７、同１５５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、同２、同７、同１４、同１５、同２３、同３２、同３５、同３８、同４１、同６３、同８０、同９５等を用いることができる。
【００３４】
ブラック系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同９４、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、同２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同７１、同７４、同７５、同７７、同１５４、同１６８、同１７１、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２、同８、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック３、同４、同７、同１１、同１２、同１７等を用いることができる。
【００３５】
色素の含有量は、インク２全質量に対して１質量％〜１０質量％の範囲であり、より好ましくは２質量％〜６質量％の範囲である。この色素の含有量は、インク２の粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性などを考慮して決定する。
【００３６】
溶媒としては、主に水を使用するが、インク２に所望の物性を与え、色素の水への溶解性や分散性を改善し、且つインク２の乾燥を防止する等の目的で従来公知の有機溶媒を用いることができる。
【００３７】
具体的に、有機溶剤としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類や、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類や、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリルエーテル類や、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾイリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物や、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類や、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類や、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄化合物類等を挙げることができる。
【００３８】
有機溶剤の含有量は、インク２全質量に対して５質量％〜５０質量％の範囲であり、より好ましくは１０質量％〜３５質量％の範囲である。有機溶剤の含有量は、インク２の粘度、乾燥性や吐出安定性などを考慮して決定される。
【００３９】
インク２に含有される特定の複環状脂肪族化合物としては、下記の化学式１に示すものである。
【００４０】
【化２】
2006188633.tif 000003
【００４１】
具体的に、複環状脂肪族化合物としては、例えば、ヘキサヒドロ化インダン骨格を有するジオール類である、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオール、ヘキサヒドロ−４，５−インダンジオール、ヘキサヒドロ−５，６−インダンジオール、およびヘキサヒドロ−３，４−インダンジオールを用いることができる。
【００４２】
インク２では、上記の各種ヘキサヒドロ化インダン骨格を有するジオール類の中でも、特に下記の化学式２に示すヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールが好ましい。
【００４３】
【化３】
2006188633.tif 000004
【００４４】
このヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールは、例えば、他のヘキサヒドロ化インダン骨格を有するジオール類に比べて、水溶性が高くてインク２の調整を容易に行うことができ、且つ後述するような泡の発生を防止し、インク吐出ヘッド２３内の表面への濡れ性や紙のサイズ剤に対する濡れ性などに優れている。
【００４５】
複環状脂肪族化合物は、インク２の泡立ちを抑えることができるため、微小な泡によるノズル５２ａの目詰まりが防止され、インク２を所定の方向に安定して吐出させることができる。また、この複環状脂肪族化合物は、後述するインク吐出ヘッド２３内面への濡れ性を良好にするため、仮にインク２中に微小な泡が発生したとしても、この微小な泡がインク吐出ヘッド２３内の表面に留まることがなく、泡によるインク２の不吐出や吐出不良を防止することができる。
【００４６】
また、複環状脂肪族化合物は、インク２中に含有させることによって、普通紙に通常用いられるサイズ剤、例えば、スチレン／各種アクリル共重合体、オレフィン系樹脂などの表面サイズ剤やアルキルケテンダイマー系（ＡＫＤ）、アルケニル無水コハク酸系（ＡＳＡ）等の内添サイズ剤に対するインク２の濡れ性を向上させる。インク２は、サイズ剤の表面にも十分に濡れることによって、サイズ剤を避けながら繊維に沿ってのみ拡散浸透することなく、繊維中にも併せて均一に浸透、拡散するようになる。これにより、インク２は、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止され、高品位な画像を形成することができる。
【００４７】
複環状脂肪族化合物の含有量は、インク２全質量に対して０．１質量％〜５質量％の範囲であり、より好ましくは０．２質量％〜３質量％の範囲である。複環状脂肪族化合物の含有量が０．１質量％よりも少ない場合には、インク２中の泡の発生を抑えることができず、吐出不良になり、画像品位が低下してしまう。
【００４８】
一方、複環状脂肪族化合物の含有量が５質量％よりも多い場合には、インク２の粘性が上がり、吐出安定性が低下してしまう。したがって、複環状脂肪族化合物の含有量は、インク２全質量に対して０．１質量％〜５質量％の範囲とすることで、インク２の高い吐出安定性が得られ、高品位な画像を形成することができる。また、複環状脂肪族化合物の含有量は、インク２の粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性等を考慮して決定される。
【００４９】
以上のような構成からなるインク２は、複環状脂肪族化合物が含有されていることによって、インク２の微小な泡の泡立ちが防止され、且つインク吐出ヘッド２３内に対する濡れ性が良好となるため、泡によるノズル５２ａの目詰まりが防止され、所定の方向に安定して吐出される。
【００５０】
また、インク２は、複環状脂肪族化合物が含有されていることによって、記録紙Ｐの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性が高くなるため、記録紙Ｐ内に均一に浸透、拡散し、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像の印刷を行うことができる。
【００５１】
また、インク２は、短い吐出周期で吐出されても、記録紙Ｐに着弾したインクが均一に浸透、拡散するので、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生を防止することができる。
【００５２】
なお、インク２には、色素、溶媒、複環状脂肪族化合物の他に、例えば、従来公知の界面活性剤、ｐＨ調整剤、キレート試薬、防腐防剤、防錆剤等を添加させてもよい。
【００５３】
具体的に、界面活性剤としては、例えば多環フェノールエトキシレート等の特殊フェノール型非イオン界面活性剤や、グリセライトのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコールオレート、ポリオキシアルキレンタロエート、ソルビタンラウリルエステル、ソルビタンオレイルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンオレイルエステル等のエステル型非イオン界面活性剤や、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアマイド、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸モノエタノールアマイド等のアマイド型非イオン界面活性剤や、アセチレングリコール及びそのエチレンオキサイド付加物や、アルコールサルフェートナトリウム塩、高級アルコールサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム塩等の陰イオン界面活性剤や、モノ長鎖アルキルカチオン、ジ長鎖アルキルカチオン、アルキルアミンオキサイド等の陽イオン界面活性剤や、ラウリルアミドプロピル酢酸ベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン等の両性界面活性剤等を挙げることができ、これらを単独或いは混合したものを用いることができる。
【００５４】
界面活性剤の含有量は、インク２全質量に対して０．１質量％〜５質量％の範囲であり、より好ましくは０．２質量％〜１質量％の範囲であり、インク２の静的表面張力が３０〜４５ｍＮ／ｍ（２５℃）となるように含有させることが好ましい。
【００５５】
また、ｐＨ調整剤としては、例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。
【００５６】
キレート試薬としては、例えばエチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。
【００５７】
防腐剤としては、例えはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。
【００５８】
防錆剤としては、例えば酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。
【００５９】
また、インク２には、上述した界面活性剤等の他に、例えば特開平９−２２７８１１号公報で提案されているような紫外線吸収剤等を適宜添加するようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した構成からなるインク２の一般特性は、粘度０．５〜５ｃＰ（２５℃）、静的表面張力３０〜４５ｍＮ／ｍ（２５℃）、ｐＨ６〜１０（２５℃）である。
【００６１】
インク２を調製する場合には、色素と、溶媒と、複環状脂肪族化合物と、従来公知の界面活性剤やｐＨ調整剤等とを所定の配合比で混合し、常温又は４０℃〜８０℃程度に加熱しながらスクリュー等で攪拌、分散させることで調製できる。
【００６２】
そして、以上で説明したインク２は、図２及び図３に示すように、イエローインクがインクタンク５ｙに収容され、マゼンタインクがインクタンク５ｍに収容され、シアンインクがインクタンク５ｃに収容され、ブラックインクがインクタンク５ｋに収容される。
【００６３】
次に、上記したプリンタ装置１を構成する装置本体２に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３と、このヘッドカートリッジ３に着脱可能にされたインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋとについて図面を参照して説明する。
【００６４】
記録紙Ｐに印刷を行うヘッドカートリッジ３は、図１に示すように、装置本体４の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着され、記録紙Ｐに対してインク２を吐出して印刷を行う。
【００６５】
ヘッドカートリッジ３は、上記したインク２を、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式等を用いた圧力発生手段が発生した圧力により微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等といった対象物の主面に液滴状態にしたインク２を吹き付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ３は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１にインク２が充填された容器であるインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが装着される。なお、以下では、インクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを単にインクタンク５ともいう。
【００６６】
ヘッドカートリッジ３に着脱可能なインクタンク５は、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるタンク本体１１を有している。このタンク本体１１は、長手方向を使用する記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、内部に貯留するインク容量を最大限に増やす構成となっている。
【００６７】
具体的に、インクタンク５を構成するタンク本体１１には、インク２を収容するインク収容部１２と、インク収容部１２からヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２を送出するインク供給部１３とが設けられている。
【００６８】
インク収容部１２には、上面中央部に外部の空気を取り込む際の孔となる外部連通孔１４が設けられている。インク収容部１２は、外部連通孔１４から内部に向かって延長して設けられた空気導入管１５を介して、内部に空気が取り込むことができる。インクタンク５では、インク収容部１２内のインク２がインク供給部１３からカートリッジ本体２１へと送り出された際に、このインク収容部１２内のインク２が減少した分に相当する空気が、外部連通孔１４から空気導入管１５を通してインク収容部１２内に取り込まれることになる。
【００６９】
空気導入管１５の中途部には、インク収容部１２から逆流したインク２がいきなり外部連通孔１４から外部に流出することがないように、インク２を一時的に貯留させる液体貯留部であるインク貯留部１６が設けられている。これにより、インクタンク５では、インク収容部１２から空気導入管１５を通して逆流したインク２をインク貯留部１６が一時的に貯留することによって、外部連通孔１４から外部にインク２が漏れ出すことなく、再度インク２をインク収容部１２側に戻すことができる。
【００７０】
インク供給部１３は、インク収容部１２の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、インク収容部１２と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ３の接続部２７に嵌合されることにより、インクタンク５のタンク本体１１とヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１を接続する。
【００７１】
インク供給部１３には、インクタンク５の底面側にインク２をカートリッジ本体２１側に供給する供給口が設けられている。インクタンク５の底面には、供給口を開放、閉塞する弁機構が設けられている。供給口は、インクタンク５がカートリッジ本体２１に装着される前の段階において、弁が供給口を閉塞し、インクタンク５からインク２が漏れ出ることが防止されている。そして、インクタンク５がカートリッジ本体２１に装着されると、弁が供給口から離れ、供給口を開放し、ヘッドカートリッジ３側にインク２を供給できる状態となる。
【００７２】
また、このインクタンク５には、後述するカートリッジ本体２１の装着部２２に固定するための固定手段である係止突部１７及び係合段部１８を有している。係止突部１７は、インクタンク５の長辺方向の他端側の側面部から突出形成された突起部であり、後述する装着部２２のラッチレバー２５に係合される。係合段部１８は、インクタンク５の長辺方向の一端側に形成された段差部であり、後述する装着部２２の側面に形成された被係合片２６に係合される。この係止突部１７及び係合段部１８により、インクタンク５はカートリッジ本体２１に固定されて装着される。
【００７３】
以上のような構成のインクタンク５は、上記した構成の他に、例えばインク収容部１２内のインク２の残量を検出するための残量検出部や、インクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを識別するための識別部等を備えている。
【００７４】
次に、以上のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク２を収納したインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが装着されるヘッドカートリッジ３について説明する。
【００７５】
ヘッドカートリッジ３は、図２及び図３に示すように、上記したインクタンク５とカートリッジ本体２１とによって構成され、カートリッジ本体２１には、インクタンク５が装着される装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ（以下、全体を示すときには単に装着部２２ともいう。）と、インク２を吐出するインク吐出ヘッド２３と、インク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを有している。
【００７６】
インクタンク５が装着される装着部２２は、略凹形状に形成され、４本のインクタンク５が記録紙Ｐの幅方向と略直交方向、すなわち記録紙Ｐの走行方向に並んで収納される。装着部２２の底面は、図２に示すように、各色のインクタンク５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｋを区画するための隔壁２２ａが各色のインクタンク５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｋの間に設けられている。
【００７７】
装着部２２には、インクタンク５が装着された際に、インクタンク５の係止突部１７と対向する側面にはラッチレバー２５が設けられ、このラッチレバー２５に形成された係止孔２５ａに係止突部１７が係止される。また、装着部２２には、インクタンク５の係合段部１８と対向する側面には被係合片２６が設けられており、この被係合片２６が係合段部１８と係合される。装着部２２は、インクタンク５の係止突部１７とラッチレバー２５の係止孔２５ａとが係止され、係合段部１８と被係合片２６とが係合されることにより、インクタンク２が固定され、装着される。
【００７８】
各装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋの長手方向略中央には、インクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋに装着されたとき、インクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋのインク供給部１３が接続される接続部２７が設けられている。この接続部２７は、装着部２２に装着されたインクタンク５のインク供給部１３からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインク２を吐出するインク吐出ヘッド２３にインク２を供給するインク供給路となる。
【００７９】
具体的に、接続部２７は、図４に示すように、インクタンク５から供給されるインク２を溜めるインク溜め部３１と、接続部２７に連結されるインク供給部１３をシールするシール部材３２と、インク２内の不純物を除去するフィルタ３３と、インク吐出ヘッド２３側への供給路を開閉する弁機構３４とを有している。
【００８０】
インク溜め部３１は、インク供給部１３と接続されインクタンク５から供給されるインク２を溜める空間部である。シール部材３２は、インク溜め部３１の上端に設けられた部材であり、インクタンク５のインク供給部１３が接続部２７のインク溜め部３１に接続されるとき、インク２が外部に漏れないようインク溜め部３１とインク供給部１３との間を密閉する。フィルタ３３は、インクタンク５の着脱時等にインク２に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くものであり、インク溜め部３１よりも下流に設けられている。
【００８１】
弁機構３４は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、インク溜め部３１からインク２が供給されるインク流入路４１と、インク流入路４１からインク２が流入するインク室４２と、インク室４２からインク２を流出するインク流出路４３と、インク室４２をインク流入路４１側とインク流出路４３側との間に設けられた開口部４４と、開口部４４を開閉する弁４５と、弁４５を開口部４４の閉塞する方向に付勢する付勢部材４６と、付勢部材４６の強さを調節する負圧調整ネジ４７と、弁４５と接続される弁シャフト４８と、弁シャフト４８と接続されるダイアフラム４９とを有する。
【００８２】
インク流入路４１は、インク溜め部３１を介してインクタンク５のインク収容部１２内のインク２をインク吐出ヘッド２３に供給可能にインク収容部１２と連結する供給路である。インク流入路４１は、インク溜め部３１の底面側からインク室４２まで設けられている。
【００８３】
インク室４２は、インク流入路４１、インク流出路４３及び開口部４４と一体となって形成された略直方体をなす空間部であり、インク流入路４１からインク２が流入し、開口部４４を介してインク流出路４３からインク２を流出する。
【００８４】
インク流出路４３は、インク室４２から開口部４４を介してインク２が供給されて、更にインク吐出ヘッド２３と連結された供給路である。インク流出路４３は、インク室４２の底面側からインク吐出ヘッド２３まで延在されている。
【００８５】
弁４５は、開口部４４を閉塞してインク流入路４１側とインク流出路４３側とを分割する弁であり、インク室４２内に配設される。弁４５は、付勢部材４６の付勢力と、弁シャフト４８を介して接続されたダイアフラム４９の復元力と、インク流出路４３側のインク２の負圧によって上下に移動する。弁４５は、下端に位置するとき、インク室４２をインク流入路４１側とインク流出路４３側とを分離するように開口部４４を閉塞し、インク流出路４３に対するインク２の供給を遮断する。弁４５は、付勢部材４６の付勢力に抗して上端に位置するとき、インク室４２をインク流入路４１側とインク流出路４３側とを遮断せずに、インク吐出ヘッド２３へインク２の供給を可能とする。なお、弁４５を構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマー等により形成される。
【００８６】
付勢部材４６は、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁４５の上面とインク室４２の上面との間で負圧調整ネジ４７と弁４５とを接続し、付勢力により弁４５を開口部４４の閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ４７は、付勢部材４６の付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ４７を調整することで付勢部材４６の付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ４７は、詳細は後述するが開口部４４を開閉する弁４５を動作させるインク２の負圧を調整することができる。
【００８７】
弁シャフト４８は、一端に接続された弁４５と、他端に接続されたダイアフラム４９とを連結して運動するように設けられたシャフトである。ダイアフラム４９は、弁シャフト４８の他端に接続された薄い弾性板である。このダイアフラム４９は、インク室４２のインク流出路４３側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧とインク２の負圧により外気側とインク流出路４３側とに弾性変位する。
【００８８】
以上のような弁機構３４では、図５（Ａ）に示すように、弁４５が付勢部材４６の付勢力とダイアフラム４９の付勢力とによってインク室４２の開口部４４を閉塞するように押圧されている。そして、インク吐出ヘッド２３からインク２が吐出された際には、開口部４４で分割されたインク流出路４３側のインク室４２のインク２の負圧が高まると、図５（Ｂ）に示すように、インク２の負圧によりダイアフラム４９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト４８と共に弁４５を付勢部材４６の付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室４２のインク流入路４１側とインク流出路４３側と間の開口部４４が開放され、インク２がインク流入路４１側からインク流出路４３側に供給される。そして、インク２の負圧が低下してダイアフラム４９が復元力により元の形状に戻り、付勢部材４６の付勢力により弁シャフト４８と共に弁４５をインク室４２が閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構３４では、インク２を吐出する度にインク２の負圧が高まると、上記の動作を繰り返す。
【００８９】
また、この接続部２７では、インク収容部１２内のインク２がインク室４２に供給されると、インク収容部１２内のインク２が減少するが、このとき、空気導入路１５から外気がインクタンク５内に入り込む。インクタンク５内に入り込んだ空気は、インクタンク５の上方に送られる。これにより、インク液滴ｉが後述するノズル５２ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入路１５内にインク２がほとんどない状態で平衡状態となる。
【００９０】
この接続部２７では、上記したように複雑な構造になっており、この複雑な弁機構３４内をインク２が移動するが、インク２には上述した複環状脂肪族化合物が少なくとも１種類以上含有されているため、弁機構３４内の内面に対するインク２の濡れ性が高く、且つ弁機構３４の開閉動作やインク２の弁機構３４内の移動等でインク２中に微少な泡が生じることが防止される。これにより、接続部２７では、微少な泡が混入されていないインク２をインク吐出ヘッド２３に供給することができる。
【００９１】
インク吐出ヘッド２３は、図４に示すように、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されており、接続部２７から供給されるインク２を吐出するインク吐出口である後述するノズル５２ａが色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図４中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすようにされている。
【００９２】
インク吐出ヘッド２３は、図６に示すように、ベースとなる回路基板５１と、複数のノズル５２ａが形成されたノズルシート５２と、回路基板５１とノズルシート５２との間をノズル５２ａ毎に区画するフィルム５３と、インク流路４３を通して供給されたインク２を加圧するインク液室５４と、インク液室５４に供給されたインク２を加熱する発熱抵抗体５５と、インク液室５４にインク２を供給するインク流路５６とを有している。
【００９３】
回路基板５１は、シリコン等からなる半導体ウェハ上に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路を構成すると共に、インク液室５４の上面部を形成している。
【００９４】
ノズルシート５２は、厚みが１０μｍ〜１５μｍ程度のシート状部材であり、吐出面２３ａに向かって縮径され、且つ吐出面２３ａ側の口径が２０μｍ程度のノズル５２ａが穿設されると共に、回路基板５１とフィルム５３を挟んで対向配置されることで、インク液室５４の下面部を形成している。
【００９５】
フィルム５３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上記したインク流路４３と連通される部分を除いて各ノズル５２ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム５３は、回路基板５１とノズルシート５２との間に介在されることによって、インク液室５４の側面部を形成している。
【００９６】
インク液室５４は、上記した回路基板５１、ノズルシート５２及びフィルム５３により囲まれることで、ノズル５２ａ毎にインク流路４３から供給されたインク２を加圧する加圧空間を形成している。
【００９７】
発熱抵抗体５５は、インク液室５４に臨む回路基板５１に配置されると共に、この回路基板５１に設けられた制御回路等と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体５５は、制御回路等により制御されることで発熱し、インク液室５４内のインク２を加熱する。
【００９８】
インク流路５６は、接続部２７のインク流出路４３と接続されており、記録紙Ｐの幅方向、即ち図４中矢印Ｗ方向に長く形成されている。インク流路５６は、接続部２７に接続されたインクタンク５からインク２が供給され、このインク流路５６に連通する各インク液室５４にインク２を送り込む流路である。すなわち、インク流路５６と接続部２７とが連通されている。これにより、インクタンク５から供給されるインク２がインク流路５６に流れ込み、インク液室５４内に充填される。
【００９９】
上記した１個のインク吐出ヘッド２３には、インク液室５４毎に発熱抵抗体５５が設けられ、発熱抵抗体５５が設けられたインク液室５４を各色インクタンク５毎に１００個〜５０００個程度備えている。そして、インク吐出ヘッド２３においては、プリンタ装置１の後述する制御部からの命令によって各インク液室５４の発熱抵抗体５５それぞれを適宜選択して発熱させ、発熱した発熱抵抗体５５に対応するインク液室５４内のインク２を、インク液室５４に対応するノズル５２ａからインク液滴ｉにして吐出させる。
【０１００】
具体的に、このインク吐出ヘッド２３では、回路基板５１の制御回路が発熱抵抗体５５を駆動制御し、選択された発熱抵抗体５５に対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間パルス電流を供給する。これにより、インク吐出ヘッド２３では、発熱抵抗体５５が急速に加熱される。すると、インク吐出ヘッド２３では、図７（Ａ）に示すように、発熱抵抗体５５と接するインク液室５４内のインク２に気泡ｂが発生する。そして、インク吐出ヘッド２３では、図７（Ｂ）に示すように、このインク液室５４内において、気泡ｂが膨張しながらインク２を加圧し、押し退けられたインク２がインク液滴ｉとなってノズル５２ａより吐出される。また、インク吐出ヘッド２３においては、インク液滴ｉが吐出された後は、インク流路４３を通してインク２がインク液室５４に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
【０１０１】
以上のような構成のインク吐出ヘッド２３では、インク流路５６が記録紙Ｐの幅方向に亘り長く形成され、複数備わる発熱抵抗体５５の分だけインク２の発熱箇所が多くなっているため微少な泡が発生し易くなっているが、インク２に上述した複環状脂肪族化合物が少なくとも１種類以上含有されているため、インク液室５４の内壁やノズル５２ａの内壁に対するインク２の濡れ性が高められ、且つインク液室５４内やノズル５２ａ内で微少な泡が生じることが防止されている。これにより、インク吐出ヘッド２３では、微小な泡によりインク２が不吐出となったり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良が防止され、吐出安定性が良好である。
【０１０２】
ヘッドキャップ２４は、図２に示すように、インク吐出ヘッド２３を保護するために設けられたカバーであり、印刷動作するときにはインク吐出ヘッド２３より退避する。ヘッドキャップ２４は、図２中矢印Ｗ方向の両端に開閉方向に設けられた一対の係合突部２４ａと、長手方向に設けられインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに付着した余分なインク２を吸い取るクリーニングローラ２４ｂとを有している。ヘッドキャップ２４は、係合突部２４ａがインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに図２中矢印Ｗ方向とは略直交方向に亘って設けられた一対の係合溝２３ｂに係合され、この一対の係合溝２３ｂに沿ってインクタンク５の短手方向、すなわち図２中矢印Ｗ方向とは略直交方向に開閉するようにされている。そして、ヘッドキャップ２４においては、開閉動作時に、クリーニングローラ２４ｂがインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに当接しながら回転することで、余分なインク２を吸い取り、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａをクリーニングする。このクリーニングローラ２４ｂには、例えば吸湿性の高い部材、具体的にはスポンジ、不織布、織布等が用いられる。また、ヘッドキャップ２４は、印刷動作しないときにはインク吐出ヘッド２３内のインク２が乾燥しないように吐出面２３ａを閉塞する。
【０１０３】
次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ３が装着されるプリンタ装置１を構成する装置本体４について図面を参照して説明する。
【０１０４】
装置本体４は、図１及び図８に示すように、ヘッドカートリッジ３が装着されるヘッドカートリッジ装着部６１と、ヘッドカートリッジ３をヘッドカートリッジ装着部６１に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構６２と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構６３と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構６４と、給排紙機構６４に記録紙Ｐを供給する給紙口６５と、給排紙機構６４から記録紙Ｐが出力される排紙口６６とを有する。
【０１０５】
ヘッドカートリッジ装着部６１は、ヘッドカートリッジ３が装着される凹部であり、走行する記録紙にデータ通り印刷を行うため、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａと走行する記録紙Ｐの紙面とが互いに略平行となるようにヘッドカートリッジ３が装着される。そして、ヘッドカートリッジ３は、インク吐出ヘッド２３内のインク詰まり等で交換する必要が生じる場合等があり、インクタンク５のような交換頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部６１に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構６２によって保持される。
【０１０６】
ヘッドカートリッジ保持機構６２は、ヘッドカートリッジ装着部６１にヘッドカートリッジ３を着脱可能に保持するための機構であり、ヘッドカートリッジ３に設けられたつまみ６２ａを装置本体４の係止孔６２ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによって装置本体４に設けられた基準面４ａに圧着するようにしてヘッドカートリッジ３を位置決めして保持、固定できるようにする。
【０１０７】
ヘッドキャップ開閉機構６３は、ヘッドカートリッジ３のヘッドキャップ２４を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ２４を開放してインク吐出ヘッド２３が記録紙Ｐに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ２４を閉塞してインク吐出ヘッド２３を保護する。
【０１０８】
給排紙機構６４は、記録紙Ｐを搬送する駆動部を有しており、給紙口６５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ３のインク吐出ヘッド２３まで搬送し、ノズル５２ａより吐出されたインク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排紙口６６に搬送して装置外部へ排出する。具体的に、給排紙機構６４は、トレイ６５ａから給紙ローラ７１によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ７２ａ，７２ｂによって引き出された記録紙Ｐの一枚を反転ローラ７３に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト７４に記録紙Ｐを搬送し、搬送ベルト７４で記録紙Ｐをインク吐出ヘッド２３と対向する位置まで搬送する。給紙口６５は、給排紙機構６４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ６５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層しておくことができる。排紙口６６は、インク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排出する開口部である。
【０１０９】
以上のような構成からなるプリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を制御する詳細を図示しない制御回路により印刷が制御される。具体的に、プリンタ装置１は、制御回路に設けられた上述した装置本体４のヘッドキャップ開閉機構６３、給排紙機構６４、搬送ベルト７４を昇降させる図示しないベルト昇降機構の駆動、インク吐出ヘッド２３に供給する電流の供給をそれぞれ制御する制御部により制御される。プリンタ装置１は、印刷を行う際、制御部により以下のように動作し印刷を行う。
【０１１０】
先ず、ユーザが、印刷動作をプリンタ装置１に実行させるため、装置本体４に設けられている操作ボタン４ａを操作して制御部に印刷開始を命令する。プリンタ装置１では、制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号によりヘッドキャップ開閉機構６３、給排紙機構６４、ベルト昇降機構等が駆動して、図９に示すように、印刷が可能な状態となる。
【０１１１】
ヘッドキャップ開閉機構６３は、駆動部を駆動し、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ３に対してトレイ６５ａ側に移動させる。これにより、プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド２３のノズル５２ａが外部に露出する。
【０１１２】
ベルト昇降機構は、搬送ベルト７４をインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａと略平行となるように、搬送ベルト７４を上昇させる。
【０１１３】
給排紙機構６４は、駆動部を駆動し、記録紙Ｐを走行させる。具体的に、給排紙機構６４は、トレイ６５ａから給紙ローラ７１によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ７２ａ，７２ｂによって引き出された記録紙Ｐを反転ローラ７３に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト７４に記録紙Ｐを搬送し、搬送ベルト７４に搬送された記録紙Ｐをプラテン板７５で所定の位置に保持し、記録紙Ｐを吐出面２３ａと対向させる。
【０１１４】
次に、プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド２３に設けられた発熱抵抗体５５に供給する電流が制御部により外部の情報処理装置から入力された印刷データに基づいて制御される。これにより、プリンタ装置１では、情報処理装置から入力された印刷データに基づいて、発熱抵抗体５５が加熱され、印刷位置に搬送された記録紙Ｐに対してノズル５２ａよりインク液滴ｉを吐出、着弾させてインクドットからなる画像や文字等を印刷する。
【０１１５】
プリンタ装置１では、インク２に上述した複環状脂肪族化合物が少なくとも１種類以上含有されているため、インク液室５４やノズル５２ａ内面に対するインク２の濡れ性が高められ、且つインク流路５６を移動するインク２中に微少な泡が生じることを防止できる。プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド２３のインク液室５４やノズル５２ａ内に充填されているインク２に微少な泡が発生することを防止できるため、インク液滴ｉの不吐出や吐出方向が曲がったりといった吐出不良を防止され、インク液滴ｉを適切に吐出することができる。
【０１１６】
そして、プリンタ装置１では、インク液滴ｉがノズル５２ａより吐出されると、インク液滴ｉを吐出した量と同量のインク２がインクタンク５から接続部２７を介してインク液室４４内に補充される。インク吐出ヘッド２３では、インク液滴ｉを吐出する度にインク２がインクタンク５からインク液室４４内に補充される。
【０１１７】
次に、プリンタ装置１では、制御部により給排紙機構６４の搬送ベルト７４が駆動され、印刷が終了した記録紙Ｐを排紙口６６より排出する。
【０１１８】
以上で説明したプリンタ装置１では、インクタンク５に収容されるインク２中に上述した複環状脂肪族化合物を少なくとも１種類以上含有されているため、インク吐出ヘッド２３内の例えば弁機構３４等の内面に対するインク２の濡れ性が高められ、且つ複雑な構造の弁機構３４や記録紙Ｐに幅方向に亘って長く形成されたインク流路４３内を移動中、複数設けられた発熱抵抗体５５の発熱によるインク液室５４やノズル５２ａ内に微少な泡が生じることを防止することができる。これにより、インク吐出ヘッド２３では、泡によりインク２が不吐出となったり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良が防止されるため、画像にカスレや白抜けが生じることがなく、高品位な画質の画像や文字を印刷することができる。
【０１１９】
また、このプリンタ装置１では、インク２中に上述した複環状脂肪族化合物を少なくとも１種類以上含有されているため、インク２からなるインク液滴ｉの記録紙Ｐに対する濡れ性が高められている。これにより、プリンタ装置１では、インク液滴ｉが記録紙Ｐに着弾すると、インク液滴ｉが記録紙Ｐに均一に浸透、拡散するため、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像の印刷を行うことができる。
【０１２０】
また、このプリンタ装置１では、インク液滴ｉを吐出するノズル５２ａがライン状に並設され、このライン毎にインク液滴ｉを吐出するため、吐出周期が短いが、着弾したインク液滴ｉが記録紙Ｐに均一に浸透、拡散するので、吐出周期が短くても光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像の印刷を行うことができる。
【０１２１】
なお、上記したヘッドカートリッジ３では、カートリッジ本体２１に対してインクタンク５が着脱可能となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。すなわち、このヘッドカートリッジ３自体が消耗品として取り扱われており、装置本体４に対して着脱可能なことから、このカートリッジ本体２１にインクタンク５が一体に設けられた構成とすることも可能である。
【０１２２】
以上は、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−２５３２００号公報）、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能である。
【０１２３】
以上では、１つの発熱抵抗体５５がインク２を加熱して吐出するインク吐出ヘッド２３を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギー又は異なるタイミングでエネルギーを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出装置にも適用可能である。
【０１２４】
以上では、１つの発熱抵抗体５５によってインク２を加熱しながらノズル５２ａから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式（特開昭５５−６５５５９号公報、特開昭６２−１６０２４３号公報、特開平２−２７０５６１号公報）を採用したものであってもよい。
【０１２５】
以上では、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。
【実施例】
【０１２６】
以下、本発明を適用したインクを実際に調製した実施例および比較例について説明する。
【０１２７】
〈実施例１〉
実施例１では、イエロー系のインクを次のように調製した。イエロー系のインクを調製する際は、色素となるアシッドイエロー１４２を４質量％と、溶媒として水７４．７質量％と、その他の溶媒としてグリセリン１０質量％と、１，３−ブタンジオール２質量％と、２−ピロリドン６質量％と、複環状脂肪族化合物として、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオール３質量％、界面活性剤として、アセチレングリコールエチレンオキサイド（ＥＯ）付加物（日信化学製オルフィンＥ１０１０）０．３質量％とを混合し、ミリポア社製のポアサイズ０．２２μｍのメインブランフィルター（商品名：Ｍｉｌｌｅｘ−０．２２）にて濾過し、イエロー系のインクを調製した。
【０１２８】
また、実施例１では、ブラック系のインクを次のように調製した。ブラック系のインクを調製する際は、色素となるフードブラック２を４質量％と、溶媒として水７４．７質量％と、その他の溶媒としてグリセリン１０質量％と、１，３−ブタンジオール２質量％と、２−ピロリドン６質量％と、複環状脂肪族化合物として、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオール３質量％、界面活性剤として、アセチレングリコール系非イオン界面活性剤（日信化学製オルフィンＥ１０１０）０．３質量％とを混合し、イエロー系インクと同様に調製した。
【０１２９】
〈実施例２〉
実施例２では、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールの添加量を１．５質量％とし、水を７６．２質量％とした以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３０】
〈実施例３〉
実施例３では、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールの代わりに複環状脂肪族化合物としてヘキサヒドロ−４，５−インダンジオールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３１】
〈実施例４〉
実施例４では、ヘキサヒドロ−４，５−インダンジオールの添加量を１．５質量％とし、水を７６．２質量％とした以外は、実施例３と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３２】
〈比較例１〉
比較例１では、複環状脂肪族化合物を含有させず、水を７７．７質量％とした以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３３】
〈比較例２〉
比較例２では、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールの代わりに特許第２５０２２４２号の１，２−シクロヘキサンジオールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３４】
〈比較例３〉
比較例３では、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールの代わりに１，２−シクロペンタンジオールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３５】
〈比較例４〉
比較例４では、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールの代わりに、特許第２９２５２２４号のシクロヘキサノールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１３６】
次に、実施例１〜４および比較例１〜４のイエロー系及びブラック系のインクについて、吐出安定性、境界滲み、ブラックインクの光学濃度、混色ベタ斑の評価を行った。以下の表１に、評価結果を示す。
【０１３７】
【表１】
2006188633.tif 000005
【０１３８】
なお、吐出安定性については、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にて各インクを吐出した後に、一旦、インクジェットプリンタ装置からヘッドカートリッジを取り外し、このヘッドカートリッジを温度１０℃、湿度５０％の雰囲気中で５日間、さらに温度４０℃、湿度５０％の雰囲気中に５日間保存し、温度２０℃、湿度５０％の環境下に曝した。そして、再び、ヘッドカートリッジをライン型のインクジェットプリンタ装置に取り付けてコピー用紙（商品名：三菱ＰＰＣ用紙  三菱製紙製）に各色について所定の領域の塗り潰した印刷、いわゆるベタ印刷を行った直後に、ヘッドカートリッジからインクタンクを取り外してインク吐出ヘッド内に微少な泡が発生していないかどうかを目視により観察して評価した。また、印刷した画像も目視によって観察し、評価した。
【０１３９】
吐出安定性の評価では、画像全体に白抜けがなく、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡の発生がないものを◎印で示し、画質には問題がないが画像に僅かな白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が極少量発生したものを○印で示し、画質を劣化させる白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が極少量発生したものを△印で示し、画質を劣化させる白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が多量発生したものを×印で示している。
【０１４０】
境界滲みはについては、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてコピー用紙（商品名：三菱ＰＰＣ用紙  三菱製紙製）にイエローとブラックとを隣接させた１００％ベタ印刷を行い、印刷した画像における各色の境界部の滲み具合を目視により観察して評価した。
【０１４１】
境界滲みの評価では、境界部に各色のにじみが全くないものを◎印で示し、画質には問題がないが、境界において各色のにじみが少量あるものを○印で示し、境界部に画質を劣化させる各色のにじみがあるものを△印で示し、境界部全体に各色のにじみがあり、画質が著しく劣化しているものを×印で示している。
【０１４２】
光学濃度については、次のようにして評価した。境界滲み評価のために印画したブラックの１００％ベタ印刷部の光学濃度をマクベスＲＤ９１８にて測定して、評価した。
【０１４３】
混色ベタ斑は、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてコピー用紙（商品名：三菱ＰＰＣ用紙  三菱製紙製）に各色を重ね合わせるようにして８０％濃度のベタ印刷を行い、印刷した画像における色濃度の均一性、すなわち色むらの有無を目視により観察して評価した。
【０１４４】
混色ベタ斑の評価では、混色にベタ塗りされた画像に色ムラが全くないものを◎印で示し、画質には問題がないが画像に僅かな色ムラがあるものを○印で示し、画質を劣化させる色ムラがあるものを△印で示し、画像全体に色ムラがあり、画質が著しく劣化しているものを×印で示している。
【０１４５】
表１に示す結果から、実施例１〜実施例４のイエローインク及びブラックインクは、比較例１〜比較例４のイエローインク及びブラックインクよりも吐出安定性の評価が良好であった。
【０１４６】
比較例１では、インク中に複環状脂肪族化合物が含有されていないため、ヘッドカートリッジのインク吐出ヘッドの内面に対するインクの濡れ性が低く、且つインク中で微小な泡が発生しやすくなっている。このため、比較例１では、発生した泡がインク吐出ヘッドの例えばノズルの内面に付着したままとなり、インクの不吐出が生じたり、吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。
【０１４７】
また、比較例２および３では、インク中に１，２−シクロヘキサンジオールおよび１，２−シクロペンタンジオールが含有されており、インクの濡れ性を低くすることができず、微小な泡が発生しやすくなった。これにより、比較例２では、インク中に発生した微小な泡により、この泡がノズル等の内面に付着し、インクの不吐出が生じたり、インクの吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。
【０１４８】
また、比較例４では、インク中にシクロヘキサノールが含有されており、インクの濡れ性を十分満足な程度まで低くすることができず、微小な泡が発生しやすく、且つ印刷画像でも境界にじみや混色ベタ斑を大幅に抑制できなかった。比較例４では、インク中に発生した微小な泡により、この泡がノズル等の内面に付着し、インクの不吐出が生じたり、インクの吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。
【０１４９】
これらに対して、実施例１〜実施例４では、インクには上述したような複環状脂肪族化合物が含有されているため、ヘッドカートリッジのインク吐出ヘッド内に対するインクの濡れ性が高くなり、且つインク中に微小な気泡が発生することが防止されている。これにより、実施例１〜実施例４では、インク中に微小な泡がないため、ノズルの目詰まりが生じることなく、吐出安定性が良好となった。
【０１５０】
また、実施例の中でも特に実施例１及び実施例２では、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールが含まれているので、インクの濡れ性がより高くなり、且つ微小な泡の発生を防止されるので、ヘキサヒドロ−４，５−インダンジオールを含む実施例３、４よりも更に高品位な画質が得られた。
【０１５１】
また、表１に示す結果から、実施例１〜実施例４のイエローインク及びブラックインクは、比較例１〜比較例４のイエローインク及びブラックインクよりも境界滲み、ブラックインクの光学濃度、混色ベタ斑の評価が良好であった。
【０１５２】
比較例１〜比較例４では、複環状脂肪族化合物が含有されていなかったり、１，２−シクロヘキサンジオール、１，２−シクロペンタンジオールまたはシクロヘキサノールが含有されているため、インクの濡れ性は十分満足に改善されず、インクのコピー用紙に用いられているサイズ剤に対する濡れ性も不十分なため、境界部分全体に滲みが生じたり、印画濃度が低下し、色ムラが生じ、画質が著しく劣化した。また、比較例４では、濡れ性を十分満足な程度まで低くすることができないため、印刷画像において境界にじみや混色ベタ斑を大幅に抑制できなかった。
【０１５３】
これに対して、実施例１〜４は、複環状脂肪族化合物が含有されているため、コピー用紙に用いられているサイズ剤に対するインクの濡れ性が良好であり、コピー用紙に対して均一に浸透、拡散し、境界部分において滲みがなく、印画濃度が高く、色むらが防止され、高品位な画質が得られた。
【０１５４】
また、実施例１および実施例２は、ヘキサヒドロ−１，２−インダンジオールが含まれているため、特にサイズ剤に対するインクの濡れ性がより高くなり、ヘキサヒドロ−４，５−インダンジオールを含む実施例３、４よりも境界滲みが抑えられ、印画濃度が高く、色ムラを抑えられ、より優れた画質が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明が適用されたプリンタ装置を示す斜視図である。
【図２】同プリンタ装置に備わるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同ヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図４】同ヘッドカートリッジにおけるインクタンクとインク吐出ヘッドとの関係を示す模式図である。
【図５】同インクタンクの接続部における弁機構を示しており、同図（Ａ）は弁が閉じた状態を示す断面図であり、同図（Ｂ）は弁が開いた状態を示す断面図である。
【図６】同インク吐出ヘッドの構造を示す断面図である。
【図７】同インク吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインク液滴を吐出した状態を模式的に示す断面図である。
【図８】同プリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。
【図９】同プリンタ装置において、ヘッドキャップが開いている状態を一部透視して示す側面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  インクジェットプリンタ装置、２  インク、３  インクジェットプリンタヘッドカートリッジ、４  装置本体、５  インクタンク、２１  カートリッジ本体、２３  インク吐出ヘッド、２３ａ  吐出面、５２  ノズルシート、５２ａ  ノズル、５５  発熱抵抗体
【図１】
2006188633.tif 000015
【図２】
2006188633.tif 000016
【図３】
2006188633.tif 000017
【図４】
2006188633.tif 000018
【図５】
2006188633.tif 000019
【図６】
2006188633.tif 000020
【図７】
2006188633.tif 000021
【図８】
2006188633.tif 000022
【図９】
2006188633.tif 000023